基于多FPGA的3DNoC動(dòng)態(tài)可配置仿真平臺(tái)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、三維片上網(wǎng)絡(luò)相比二維片上網(wǎng)絡(luò)具有更好的網(wǎng)絡(luò)通信性能，其體系結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)方法也更加復(fù)雜，為靈活、準(zhǔn)確、高效地對(duì)3D NoC進(jìn)行仿真，構(gòu)建一個(gè)基于多FPGA的3D NoC動(dòng)態(tài)可配置仿真平臺(tái)具有非常重要的意義。
　　論文首先研究了3D NoC的體系結(jié)構(gòu)特征與性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，提出了一種模塊化與參數(shù)化的3D NoC系統(tǒng)建模方案，采用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、路由結(jié)構(gòu)、路由算法、通信鏈路與流量模型等5類參數(shù)對(duì)3D NoC的資源節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)接口與通信鏈路等

2、4個(gè)功能模塊進(jìn)行建模。針對(duì)現(xiàn)有多數(shù)仿真平臺(tái)存在的配置不夠靈活或者評(píng)估效率低等缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于多FPGA的3D NoC動(dòng)態(tài)可配置仿真平臺(tái)RcEF3Ns。該平臺(tái)將3D NoC的水平層和垂直層分別構(gòu)建于單獨(dú)的FPGA，并在FPGA中設(shè)計(jì)了具有多種參數(shù)可配置的基本單元R-Cell與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)交叉矩陣TCM，可通過上位機(jī)圖形化配置軟件實(shí)現(xiàn)3D NoC的重構(gòu)設(shè)計(jì)，并在 DNV6F6PCIe開發(fā)板上進(jìn)行仿真。RcEF3Ns仿真平臺(tái)具有配置靈活、周期級(jí)精

3、確、可拓展性和可伸縮性強(qiáng)等特點(diǎn)，評(píng)估效率比同類硬件仿真平臺(tái)提升10倍以上。
　　在對(duì)3D NoC建模與仿真的基礎(chǔ)上，提出了一種熱/流感知的高性能3D NoC設(shè)計(jì)方法，將混合型3D NoC的垂直總線設(shè)計(jì)成頻率動(dòng)態(tài)可調(diào)的DFSB總線，并通過垂直總線動(dòng)態(tài)調(diào)頻策略TFSP與溫度熱點(diǎn)感知自適應(yīng)路由策略HAAR協(xié)同進(jìn)行散熱管理，兩種策略分別從時(shí)間與空間上對(duì)通信流量的分布進(jìn)行引導(dǎo)，使混合型3D NoC系統(tǒng)達(dá)到熱/流均衡。該散熱管理方案在滿足散熱